火焰淬火模具鋼7CrSiMnMoV在模具上的應(yīng)
由于在高溫、高速、高負荷條件下工作，模具通常采用耐高溫、耐磨、合金成分較高的合金
鋼、耐熱鋼、硬質(zhì)合金等難加工材料制成。為了提高壽命還須進行特定的熱處理工藝或表面強化
工藝，所以加工難度很大。超硬刀具切削、電、化學(xué)加工等特殊的加工方法可以解決一些問題，
但成本明顯增加。
目前，我國廣泛使用的冷作模具鋼有CrWMn 和Cr12型鋼等。前者的缺點是易形成網(wǎng)狀碳化物
，而后者共晶碳化物帶狀偏析嚴重，結(jié)果都使鋼的強韌性降低，導(dǎo)致模具易崩刃、斷裂而早期失
效。為了改善強韌性，生產(chǎn)上采用了多種強韌化工藝，如低溫淬火工藝等。另一方面，人們通過
合金化方法，在努力尋求性能更為優(yōu)越的冷作模具鋼。火焰淬火模具鋼 7CrSiMnMoV(代號CH-1)即
是工業(yè)發(fā)達國家近年開發(fā)和使用的新型模具鋼，其主要特點如下：
(1)強韌性好　火焰淬火具有和整體淬火相近的硬度和各種性能。淬硬層下有高韌性基體作襯
墊，工作時刃口不易產(chǎn)生開裂、崩刃現(xiàn)象。采用表面強化工藝后硬化層保留了一定的壓應(yīng)力
(304MPa)，可提高疲勞強度，使模具獲得較高的使用壽命。
(2)淬火變形小　當模具全部加工成型后，在刃口用氧-乙炔火焰加熱至淬火溫度，然后空冷
即達到淬火目的，不須其它加工，所以變形很小。
(3)修復(fù)方便　可焊性好，制造有偏差時可用相應(yīng)的焊條進行補焊，經(jīng)打磨修整即可達到理想
的效果。
(4)節(jié)省費用，降低成本　由于只需氧-乙炔氣源，不受場地、裝備的限制，操作方便。省去
整體淬火多次加熱回火的繁瑣工序，提高了生產(chǎn)率。初步統(tǒng)計結(jié)果，7CrSiMnMoV鋼采用火焰淬火
工藝制造的模具與Cr12鋼模具相比省電約80%，勞動生產(chǎn)率提高約20%，熱處理總費用降低70%左右
，模具壽命提高1.5倍以上。
汽車、摩托車用大型模具切邊刃口通常采用Cr12或Cr12MoV鋼材料。由于模具尺寸較大，又多
為三維異型曲面，所以不論采用整體結(jié)構(gòu)或鑲拼結(jié)構(gòu)，加工都十分困難。整體結(jié)構(gòu)浪費材料，工
藝的可行性要受到熱處理爐口尺寸的限制。鑲拼結(jié)構(gòu)熱處理以后變形大，消除變形困難，且容易
降低模具的精度。 80年代火焰淬火鋼的出現(xiàn)首先是在汽車行業(yè)得到應(yīng)用和推廣，繼而在模具制造
中也得到越來越多的應(yīng)用。
近幾年，我公司與協(xié)作廠家在聯(lián)合開發(fā)替代進口的摩托車油箱模具及其他一些沖裁模具中，
成功地采用了7CrSiMnMoV鋼和火焰淬火工藝。7CrSiMnMoV鋼的主要化學(xué)成分見表1。
表1　7CrSiMnMoV鋼的化學(xué)成分　質(zhì)量分數(shù)　w(%)
鋼號      C      Cr     Mo      V      Si     Mn
7CrSiMnMoV      0．65～0．75     0．9～1．2      0．2～1．5     0．15～0．30      0．
85～1．15      0．65～1．05
首先將7CrSiMnMoV圓鋼按要求鍛造成型，或按零件要求鍛造成各種三維形狀(實型造型)。退
火后粗加工、磨平，在加工中心加工出刃口形狀，鉗工修配、安裝調(diào)試后火焰淬火，圖1為油箱內(nèi)
殼切邊刃口圖。淬火預(yù)熱溫度一般控制在180～200℃，預(yù)熱1～1.5h。對單一的大型、整體、封閉
型腔模具可用噴槍直接預(yù)熱。淬火加熱火焰為中性焰，火焰長度10～15mm，氧氣壓力控制在49～
69MPa，乙炔壓力控制在4.9～6.9MPa。加熱時火焰距離加熱面1～3mm，距離刃口邊沿4～6mm，加
熱帶控制在2～3mm，距離刃口邊沿4～6mm，加熱的速度控制在160～200mm/min。模具的*終硬度
基本可控制在52～62HRC，淬火的深度達1.5mm，由于火焰淬火以后材料尺寸變化量遠小于整體淬
火，長度在300mm以內(nèi)的鑲塊結(jié)構(gòu)模具，結(jié)合縫之間的間隙<0.12mm，這對于沖裁模具而言其壽命
和精度是完全滿足要求的。
以上是采用7CrSiMnMoV鋼制造摩托車油箱模具及摩托車頭盔模具中的一些經(jīng)驗技術(shù)數(shù)據(jù)，實
踐證明，在其它一些沖裁模具的制作中也可參考，模具的質(zhì)量和壽命明顯提高，極大地方便和滿
足了生產(chǎn)的需要。所以，用7CrSiMnMoV鋼火焰淬火工藝代替CrWMn和Cr12鋼制作大型三維曲線模具
，是一種值得推廣的方法。